JP2000341324A - 暗号通信方法及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗号通信中に経路障害が発生し、経路変更に
伴って復号化を行う装置が変わった場合にも暗号通信を
継続できる暗号通信システムを実現する。 【解決手段】 ルーティングプロトコルのような経路形
成情報の受け渡しを行うルータＬ１１の経路形成情報
に、暗号通信可能な他のルータＬ１２〜Ｌ１４の配置に
関する配置情報を含める。暗号通信中の最適経路上のい
ずれかのルータ、例えばルータＬ１３が通信不能になっ
たときは、新たな最適経路を再形成するとともに、再形
成された最適経路に存する他のルータＬ１４との間で相
互に取り決めた鍵を用いて暗号通信を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高可用通信（障害
時でも経路切替による自動継続が可能な通信、つまり耐
障害性をもつ通信、以下同じ）と暗号通信（暗号技術を
利用した機密通信、以下同じ）とが同時に実現できるネ
ットワークにおいて、暗号通信中に通信中継装置の構成
の変更が生じ、最適経路が変化した場合であっても暗号
通信を安全に継続できるようにするための暗号通信技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＰ（Internet Procotol）ネットワー
クを使用して行う暗号通信の形態は、従来より良く知ら
れている。この種の暗号通信は、送信側の暗号化装置と
受信側の復号化装置との間で生成した鍵（暗号鍵／復号
鍵）を用いて行われる。この場合の通信の形態として
は、エンド・ツー・エンドで暗号通信を行う形態と、通
信経路上に通信データ、例えばパケットの暗号化及び復
号化を行う通信装置（以下、「暗号装置」）を配置する
ことによって暗号通信を行う形態とがある。

【０００３】ＩＰネットワークにおいて暗号通信に用い
る鍵の生成、鍵交換、鍵設定の手順としては、例えばＩ
ＫＥ（Internet Key Exchange：暗号鍵生成手順）方式
等、様々な手法が存在する。送信側は、この生成された
鍵（暗号鍵）を使用してＩＰパケットを暗号化し、受信
側は、この鍵に対応した鍵（復号鍵）を用いてパケット
を復号化する。

【０００４】ところで、ＩＰネットワークを使用して通
信を行っている最中に最適経路に何らかの障害が発生し
た場合は、ＯＳＰＦ（Open ShortestPath First）等
のルーティングプロトコルを使用したり、ルータ等の通
信中継装置自身の持つバックアップ経路設定機能を使用
したりして通信を回復させることができる。つまり、自
動的に迂回経路を設定して通信を回復させることができ
る。以下、これらの通信回復方法の概要を説明する。

【０００５】（１）ルーティングプロトコルを使用した
場合 図６に示すように、通信装置Ｔ１１と通信装置１２との
間のＩＰネットワーク上のノードにルータＮ１１〜Ｎ１
５が接続されているとする。正常時の最適経路は、通信
装置Ｔ１１→ルータＮ１１→ルータＮ１２→ルータＮ１
３→ルータＮ１５→通信装置Ｔ１２、あるいはその逆で
あり、各ルータＮ１１〜Ｎ１５は、互いに持っている経
路形成情報、すなわち各ルータが直接どのルータと通信
可能か等を表す情報を交換し合い、ネットワーク間の最
適経路を形成している。

【０００６】この最適経路において、ルータＮ１３に障
害が発生した場合は、以下のような手順で通信の回復を
行う。まず、ルータＮ１３に隣設する正常なルータ、例
えばルータＮ１２が、ルーティングプロトコルの機能に
より、ルータＮ１３に障害が発生したことを検知する。
検知方法は、ルーティングプロトコルによって決められ
ている。障害を検知したルータＮ１２は、「今までの経
路が使用できなかったこと」や「リンクが無くなったこ
と」等の情報を、ルーティングプロトコルの機能によ
り、隣接するルータＮ１１，Ｎ１４に通知する。これら
の通知情報は、隣接するルータＮ１５にもリレーされ、
これによりルーティングドメイン（ルーティング情報を
受け渡すルータのグループ）のすべてのルータに通知さ
れる。このように新しく通知される情報により、各ルー
タＮ１１，Ｎ１２，Ｎ１４，Ｎ１５が持つ経路形成情報
は更新され、障害経路の代わりになる迂回経路、すなわ
ち、通信装置Ｔ１１→ルータＮ１１→ルータＮ１２→ル
ータＮ１４→ルータＮ１５→通信装置Ｔ１２の経路が再
形成される。

【０００７】（２）バックアップ経路設定機能を使用し
た場合 図６に示した通信システムの中のあるルータ、例えばル
ータＮ１２にバックアップ経路設定機能があり、ルータ
Ｎ１２が中継経路に障害が発生したことを検知した場合
（リンクの有無やポーリング（監視信号）、キープアラ
イブ（回線がダウンしていないことを確かめるための信
号）等による）、ルータＮ１２は、バックアップ経路設
定機能に基づいて、予め設定しておいた代替経路（バッ
クアップ経路）に切り替えて通信を保つ。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】通常通信のみなら
ず、暗号通信を行っている最中に最適経路に障害が発生
した場合も、上記のルーティングプロトコルの機能やバ
ックアップ経路設定機能を用いて迂回経路を形成するこ
とができる。しかしながら、暗号通信の場合は、ルーテ
ィングプロトコルの機能あるいはバックアップ経路への
切替機能と暗号通信の機能とが別構成になっているた
め、既存の仕組みのままでは、暗号化されたＩＰパケッ
ト（暗号化データ）を復号化することができず、暗号通
信を継続できない場合がある。このことを以下に説明す
る。

【０００９】ここでは、図７に示す構成、すなわち、ル
ータＮ１２に暗号装置Ｍ２１を介して通信装置Ｔ１１が
接続され、ルータＮ１５に通信装置Ｔ２２が接続され、
さらにルータＮ１２とルータＮ１５との間に、それぞれ
暗号装置Ｍ２２，Ｍ２３が並列に接続されたＩＰネット
ワーク構成を想定する。

【００１０】各ルータＮ１２，Ｎ１５及び暗号装置Ｍ２
１，Ｍ２２は、互いに持っている経路形成情報を交換し
あい、ネットワーク間の最適経路を形成している。正常
時における最適経路、つまり通常経路で収束した場合の
経路は、通信装置Ｔ１１→暗号装置Ｍ２１→ルータＮ１
２→暗号装置Ｍ２２→ルータＮ１５→通信装置Ｔ１２で
あり、暗号装置Ｍ２１は、通信装置Ｔ２２から送信され
るパケットを、自装置と暗号装置Ｍ２２との間で用いら
れる鍵（例えば鍵Ａ）を用いて暗号化する。

【００１１】この状態で、暗号装置Ｍ２２で何らかの障
害が発生し、ルーティングプロトコルの機能により経路
変更が行われ、最適経路が通信装置Ｔ１１→暗号装置Ｍ
２１→ルータＮ１２→暗号装置Ｍ２３→ルータＮ１５→
通信装置Ｔ１２に自動的に変更されたとする。この場
合、暗号装置Ｍ２１と暗号装置Ｍ２３との間で用いられ
る鍵（例えば鍵Ｂ）は、前述した鍵Ａとは異なってい
る。しかし、暗号装置Ｍ２１では、パケットの送信先
（通信装置Ｔ１２）に変更がないので、通信装置Ｔ１１
から通信装置Ｔ１２宛に送信されるデータの暗号用鍵を
鍵Ａから鍵Ｂに変更すべきであることを従来のルーティ
ングプロトコルからは認識することができない。そのた
め、当該パケットは暗号装置Ｍ２１で鍵Ａで暗号化され
ることになり、鍵Ｂを用いる暗号装置Ｍ２３ではこれを
復号することができないので、結局、暗号通信を回復す
ることができない。

【００１２】暗号通信には、送信先のアドレスを含むＩ
Ｐヘッダとパケットのデータ部分（すなわちペイロー
ド）をまとめて暗号化し、新たな送信先（復号化装置）
のアドレスを含むＩＰヘッダを付して通信を行うトンネ
ルモードと、送信先アドレスは暗号化せず、パケットの
データ部分だけを暗号化するトランスポートモードとが
あるが、いずれのモードでも、上記のように暗号装置Ｍ
２２で障害が発生したときに、暗号装置Ｍ２１では鍵の
変更の必要性を認識することができない。

【００１３】このような問題は、暗号通信中に経路障害
が発生した場合のみならず、それまで最適経路であった
箇所（ノード）に、新たにルータ、暗号装置、通信装置
等が増設された場合や、ルータ等の一部が移動した場合
においても共通に生じる。これは、従来のこの種の高可
用通信におけるルータ等の配置が固定的であり、暗号通
信に用いられる鍵も固定的であったことに起因する。

【００１４】そこで本発明は、高可用通信と暗号通信と
が同時に実現できるネットワークにおいて、暗号化及び
復号化を行う装置の配置構成に変更が生じた場合であっ
ても、暗号用の鍵を動的に変更して暗号通信を安全に継
続できるようにする技術を提供することを主たる課題と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決ため、本
発明は、改良された暗号通信方法、暗号通信システム、
通信中継装置、及び通信中継装置をコンピュータにより
実現する上で好適となる記録媒体を提供する。

【００１６】本発明の暗号通信方法は、高可用通信と暗
号通信とを同時に実現することができるネットワークを
介して行う方法であって、ネットワーク上で暗号通信可
能な通信中継装置の配置に関する配置情報を含む所定の
経路形成情報を複数の通信中継装置間で互いに交換しあ
うことによりネットワーク上における最適経路を形成
し、この最適経路に存在する通信中継装置間で通信デー
タの暗号通信を行うとともに、前記ネットワーク上にお
ける通信中継装置の構成が変更された場合に前記経路形
成情報を更新して新たな最適経路を再形成し、再形成さ
れた最適経路に存する暗号通信可能な通信中継装置間で
相互に取り決めた鍵を用いて前記暗号通信を継続するこ
とを特徴とする。各通信中継装置は、ある通信装置又は
ネットワークへ向かう暗号化された通信データの復号化
ができる場合にその通信装置又はネットワークの識別情
報を記録しておき、他の通信中継装置から経路形成情報
を受け取ったときに暗号通信先が前記識別情報と同じ識
別情報を保持していた場合に、前記他の通信中継装置と
の間で鍵の取り決めを行うようにする。

【００１７】本発明の暗号通信システムは、所定の経路
形成情報を複数の通信中継装置間で互いに交換しあうこ
とにより高可用通信と暗号通信とを同時に実現すること
ができるネットワーク上における最適経路を形成し、こ
の最適経路に存在する通信中継装置間で通信データの暗
号通信を行う暗号通信システムである。各通信中継装置
の経路形成情報は、前記ネットワーク上で暗号通信可能
な通信中継装置の配置に関する配置情報を含むものであ
り、複数の通信中継装置の少なくとも一つは、暗号通信
中の最適経路上の通信中継装置の配置構成が変更になっ
たことを検知したときに当該変更後の配置情報を他の通
信中継装置に通知するように構成され、少なくとも他の
一つは、前記通知をもとに自己の経路形成情報を更新し
て新たな最適経路を再形成するとともに再形成された最
適経路に存する暗号通信可能な通信中継装置間で相互に
取り決めた鍵を用いて前記暗号通信を継続するように構
成されていることを特徴とする。

【００１８】本発明の通信中継装置は、所定の経路形成
情報をもとにネットワーク上における通信データの最適
経路を形成するとともにこの最適経路に存在する他の通
信中継装置との間で暗号通信を行う通信中継装置におい
て、前記経路形成情報は、暗号通信可能な通信中継装置
の配置に関する配置情報を含むものであり、暗号通信中
に通信相手となる他の通信中継装置が通信不能になった
ときに自己の経路形成情報に含まれる前記配置情報の内
容を更新する手段と、更新後の経路形成情報をもとに新
たな最適経路を形成する手段と、新たに形成された最適
経路上の暗号通信可能な他の通信中継装置を検出する手
段とを備え、当該検出した通信中継装置との間で取り決
めた鍵を用いて暗号通信を継続することを特徴とする装
置である。

【００１９】経路形成情報は、より具体的には所定のル
ーティングプロトコルに基づいて他の通信中継装置との
間で相互に受け渡しされる情報であって、暗号通信を行
えるノードの配置に関する情報及びそのノードが暗号通
信実施の対象とする通信経路の識別情報を含むものであ
り、この識別情報に基づいて前記鍵を取り決めるように
する。識別情報をもつノードとの間で取り決めた鍵を予
め保持している場合はその鍵を索出し、鍵を保持してい
ない場合は当該ノードとの間で鍵生成を行うことで前記
鍵を確保するようにする。

【００２０】通信中継装置における更新手段は、暗号通
信中に通信不能となった通信中継装置がある場合はそれ
に関する配置情報を削除し、暗号通信中に増設された通
信中継装置がある場合はそれに関する配置情報を追加
し、暗号通信中に移動された通信中継装置がある場合は
それに関する配置情報を修正する。

【００２１】本発明が提供する記録媒体は、暗号通信可
能な通信中継装置の配置に関する配置情報を含む所定の
経路形成情報をもとに、高可用通信と暗号通信とを同時
に実現することができるネットワーク上における最適経
路を形成する機能と、通信相手装置との間で暗号通信を
行う機能と、前記通信相手装置の構成が変更になった場
合に自己の経路形成情報に含まれる前記配置情報の内容
を更新し、更新後の経路形成情報をもとに新たな最適経
路を形成するとともに、この新たな最適経路に存在する
他の通信相手装置との間で取り決めた鍵を用いて暗号通
信を継続する機能とをコンピュータ上に形成するための
プログラムコードが記録された、コンピュータ読みとり
可能な記録媒体である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。本発明では、高可用通信と暗号通信
とが同時に実現できるネットワークにおいて、ルーティ
ングプロトコルに従って経路形成情報の受け渡しを行う
装置間で暗号通信を行っている場合に、暗号通信が可能
な装置の配置に関する情報を上記経路形成情報に含め、
経路形成情報と鍵の変更に関する情報とをリンクさせる
ようにする。例えば、リンクステート式のルーティング
プロトコルであれば、どのリンクに暗号通信可能な装置
が配置されていてどこのネットワーク間で暗号通信を行
えるのか、ディスタンスベクトル式のルーティングプロ
トコルであれば、その距離ベクトル中にどのルータが存
在するかを、経路形成情報の中に含める。そして、暗号
化データを送信する際に、受信先の暗号装置に対応した
鍵を用い、対応した鍵が無ければ新たに生成する、とい
うことを容易に行えるようにする。なお、鍵の使用・生
成は、従来から一般的に用いられていた手法を利用する
ことができる。

【００２３】上述の暗号通信方法は、例えば図１に示す
ように構成される暗号通信システムによって実施するこ
とができる。この暗号通信システム１は、αネットワー
ク上に配された送信側の通信装置Ｔ１１、βネットワー
ク上に配された受信側の通信装置Ｔ１２、これらの通信
装置間に介在する複数のルータ、すなわちＡルータＬ１
１，ＤルータＬ１２，ＢルータＬ１３，ＣルータＬ１４
その他のネットワーク構成部品を含み、高可用通信と暗
号通信とを同時に実現できるように構成される。αネッ
トワークとβネットワークとはインターネットのような
広域通信網を介して接続されているものとする。

【００２４】各ルータＬ１１〜Ｌ１４は、メモリ及びＣ
ＰＵを有する一種のコンピュータであり、そのＣＰＵが
所定の記録媒体に記録されたプログラムコードを読み込
んで実行されることによって形成されるルーティングプ
ロトコルの機能、暗号通信の機能、及び、これらの機能
を連携させる機能を有する。このプログラムコードを記
録した記録媒体は、ルータに実装されるときには、例え
ばＣＰＵが読みとり可能な半導体メモリ等の固定型記録
媒体であるが、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬性記録媒体を通じ
て流通し、実装時に上記固定型記録媒体にインストール
されるものであっても良い。ルーティングプロトコルの
機能については、従来のルータのものと基本的には同じ
であるが、ルーティングプロトコルで他のルータと交換
する経路形成情報に次の二つの情報を含め、暗号通信の
機能を連携させるようにした点で従来のルータが備える
機能と異なる。 （１）暗号通信を行えるノード（ルータ）の配置やイン
タフェースＩＤ 例：「暗号通信ができるＡノードにＡルータがある」 （２）そのノードが暗号通信実施の対象とする通信経路
ＩＤ 例：「Ａルータにおける暗号通信の対象（通信経路Ｉ
Ｄ）は、αネットワーク及びγネットワークの通信に対
するものである」 これらの情報に対応するデータの形式は、適応するネッ
トワークプロトコルやルーティングプロトコルに合わせ
たものになる。例えばＩＰネットワークのＯＳＰＦの場
合は、後述するＬＳＡ（Link State Advertisement）に
その情報を含めることになる。

【００２５】一方、暗号通信の機能に関して、各ルータ
は、以下のようにして暗号通信を行う。 （１）暗号通信実施対象の通信経路ＩＤに対応する通信
に対して、通信データ、例えばパケットを暗号化し、暗
号化データを生成する。 例：「Ａルータを通過するパケットのソースアドレスが
γネットワークに属し、ディスティネーションアドレス
がβネットワークに属するパケットは、ディスティネー
ションアドレスが通信経路ＩＤに適合するので、暗号通
信の対象とする」 （２）暗号用の鍵は、通信経路に対応する通信経路ＩＤ
を持ったノードのものを予め保持している場合はそれを
索出して使用する。鍵を保持していない場合は、そのノ
ード（ルータ）との間で鍵生成を行うことで、鍵を確保
する。 例：「Ａルータからβネットワーク宛の経路上に、Ｂル
ータという暗号通信が可能なルータが存在し、そのＢル
ータがβネットワークに対して暗号通信実施の対象とし
ていることを、ルーティングプロトコルによりＡルータ
は知っている。そこで、暗号通信の対象となったパケッ
トをＢルータに対応する鍵を使用して暗号化する」 両者の機能をリンクさせる機能については後述する。

【００２６】なお、以上の機能は、全てのルータＬ１１
〜Ｌ１４が備えていることが望ましいが、通信装置Ｔ１
１から送られたパケットを暗号化して中継するいずれか
中心的に作用するルータのみが備えている場合であって
も本発明の実施は可能である。

【００２７】次に、本実施形態の暗号通信システム１に
よる通信形態を説明する。ここでは、図示のように、α
ネットワーク内の通信装置Ｔ１１とＡルータＬ１１間の
ネットワークアドレスが「163.135.10.0/24」、βネッ
トワーク内の通信装置Ｔ１２とＢルータＬ１３又はＣル
ータＬ１４との間のインタフェースアドレスが「163.13
5.20.0/24」、ＡルータＬ１１のインタフェースアドレ
スが「163.135.100.10」、ＢルータＬ１３のインタフェ
ースアドレスが「163.135.200.20」、ＣルータＬ１４の
ネットワークアドレスが「163.135.300.30」であるもの
とし、リンクステート式ルーティングプロトコルの代表
である上記ＯＳＰＦの改良を行って暗号通信を行う場合
の例を挙げる。ＯＳＰＦについては、国際機関IETFで発
行している仕様RFC2328、RFC1131、STD0054に詳細に記
載されている。

【００２８】ＯＳＰＦで使用される経路形成情報、すな
わちリンク状態広告パケット（ＬＳＡ：Link State Adv
ertisement）のうち、各ルータＬ１１〜Ｌ１４が送信す
るルータリンクＬＳＡのフォーマット例を図２に示す。
このルータリンクＬＳＡは、隣設ルータ間で受け渡され
る各種リンク情報であり、リンク状態ヘッダとＬＳＡ部
とから構成される。ＬＳＡ部には、ルータタイプ、リン
クＩＤ、リンクデータ等が記述されており、これに記述
される情報によって各ルータが他のルータの配置に関す
る情報を認識でき、経路計算、又は再計算に利用するこ
とができるようになる。図３は、ルータタイプの内容
と、それに対するリンクＩＤ、リンクデータの例とを示
したものである。タイプ１〜４は、既存のルータが具備
する情報であり、タイプ５が、本実施形態で追加した部
分、つまり、暗号通信に関連する情報である。このタイ
プ５の記述によって、どのルータがどこで暗号通信を行
っているかをわかるようにする。タイプ５において、リ
ンクデータがＮｕｌｌの場合は、まだ決定されていない
どこかと暗号通信ができることを示す。

【００２９】ＬＳＡは、各ルータＬ１１〜Ｌ１４で持て
るリンク情報を複数発信することができる。従って、一
つのルータが複数のルータとの間で暗号通信を行ってい
れば、暗号通信用ＬＳＡも複数指定できる。例えば、タ
イプ５のＬＳＡでリンクＩＤが「163.135.100.10」、リ
ンクデータが「163.135.20.0/24」であれば、このＬＳ
Ａを送信した「163.135.100.10」をアドレスとして持つ
ルータは、「163.135.20.0/24」というアドレスを持つ
相手先と暗号通信ができる状態であることを示す。さら
に、リンクＩＤまで同じで、リンクデータ「163.135.3
0.0/24」のＬＳＡがあれば、ルータ「163.135.100.10」
は、「163.135.30.0/24」の相手先とも暗号通信ができ
る状態であることを示す。

【００３０】このような改良ＯＳＰＦを使用し、パケッ
トを暗号化して送信する場合、各ルータＬ１１〜Ｌ１４
は、暗号通信先の情報をＬＳＡで宣言することになる。
この宣言には、暗号通信元の情報も含まれる。各ルータ
Ｌ１１〜Ｌ１４は、また、あるネットワークへ向かうパ
ケットの復号化ができる場合、ルータ自身のデータベー
スにそのネットワークの情報を「暗号通信受け持ちネッ
トワーク（又はホスト）」として記録する。この情報
は、各ルータが、他のルータの暗号通信ＬＳＡを受け取
ったときにその暗号通信先と同じ「暗号通信受け持ちネ
ットワーク」を持っていた場合に、そのＬＳＡ送信元ル
ータとの間で鍵生成を行うために必要な情報となる。

【００３１】ルータ同士は、それぞれＨｅｌｌｏパケッ
ト（隣接ルータに対するキープアライブ信号のようなも
の）の受け渡しを行っており、この受け渡しが可能なル
ータ間では、それぞれ自己のＬＳＡがリンク−バイ−リ
ンクで相手側に伝わるようになっている。例えば、Ｂル
ータＬ１３及びＣルータＬ１４が暗号化及び復号化が可
能なルータである場合は、その旨及びそれが正常に動作
していることが、ＤルータＬ１２を通じてＡルータＬ１
１に伝わる。ＡルータＬ１１は、ＢルータＬ１３のＬＳ
Ａにより、そのルータＬ１３が自己の「暗号通信受け持
ちネットワーク」と暗号通信を行う用意があることを知
り、ＢルータＬ１３との間で暗号用の鍵を生成するプロ
セスを実施する。このプロセスは、一般に用いられてい
る鍵生成のプロセスであって構わない。ＡルータＬ１１
は、また、ＣルータＬ１４との間でも鍵を生成するプロ
セスを実施する。

【００３２】図４（ａ）は、通常経路で収束したときの
ＡルータＬ１１のリンクテーブル（ルーティングテーブ
ルの元情報）の内容を示した図である。図示の例では、
ＡルータＬ１１は、αネットワーク及びＤルータＬ１２
とリンクしており、暗号通信受け持ちネットワークはα
とγである。ＢルータＬ１３，ＣルータＬ１４は、βネ
ットワークとＤルータＬ１２とリンクしており、「暗号
通信受け持ちネットワーク」は共にβである。Ｄルータ
は、ＡルータＬ１１，ＢルータＬ１３，ＣルータＬ１４
とリンクしており、「暗号通信受け持ちネットワーク」
の指定がない又は未だ決定されていないどこかである。
なお、「暗号通信受け持ちネットワーク」は、必ずしも
隣接している必要はない。

【００３３】このリンクテーブルから、ＡルータＬ１１
は、ネットワークαからネットワークβへの最適経路
を、αネットワーク（通信装置Ｔ１１）→ＡルータＬ１
１→ＤルータＬ１２→ＢルータＬ１３→βネットワーク
（通信装置Ｔ１２）のように形成する。

【００３４】一方、ＡルータＬ１１は、図４（ａ）のリ
ンクテーブルと連携して暗号化フィルタを図５（ａ）の
ように設定する。すなわち、ＡルータＬ１１の「暗号通
信受け持ちネットワーク」はαネットワークであり、経
路上にβを「暗号通信受け持ちネットワーク」とするル
ータはＢルータＬ１３である。そこで、ＡルータＬ１１
は、ＢルータＬ１３との間で鍵ａの生成を行う（鍵ａを
既に保持してある場合は、それを索出する）。このリン
クテーブルの意味は、「発信元アドレス（ネットワー
ク）がαで、送信先アドレス（ネットワーク）がβのパ
ケット（α→β）を、鍵ａで暗号化してＢルータＬ１３
へ送信（set peer(B)）せよ」である。これにより鍵ａ
を用いた暗号通信が可能になる。

【００３５】ここで、ＢルータＬ１３に障害が発生した
場合を考える。この場合は、ＢルータＬ１３が発するＬ
ＳＡがＤルータＬ１２及びＡルータＬ１１に届かないた
め、ＡルータＬ１１は、ルーティングプロトコルの機能
を用いてＢルータＬ１３が使えないものとして経路を回
復させる。図４（ｂ）は、回復経路で収束したときのＡ
ルータＬ１１のリンクテーブル（ルーティングテーブル
の元）の更新後の内容を示した図である。図示のよう
に、ＢルータＬ１３のリンク情報が無くなっている。こ
のリンクテーブルから、最適経路は、αネットワーク
（通信装置Ｔ１１）→ＡルータＬ１１→ＤルータＬ１２
→ＣルータＬ１４→βネットワーク（通信装置Ｔ１２）
のように変更されるが、本実施形態では更に、経路変更
と連携してＡルータＬ１１が使用する鍵ａを鍵ｃに動的
に変更させる。

【００３６】すなわち、ＡルータＬ１１は、図４（ｂ）
のリンクテーブルが更新されると、これに連携して暗号
化フィルタの内容を図５（ｂ）のように更新する。すな
わち、経路上にβを「暗号通信受け持ちネットワーク」
とするルータはＣルータＬ１４であることがわかるの
で、ＡルータＬ１１は、ＣルータＬ１４との間で鍵ｃの
生成を行う（鍵ｃを既に保持してある場合は、それを索
出する）。このリンクテーブルの意味は、「発信元アド
レス（ネットワーク）がαで、送信先アドレス（ネット
ワーク）がβのパケット（α→β）を、鍵ｃで暗号化し
てＣルータＬ１４へ送信（set peer(B)）せよ」であ
る。

【００３７】このように、ＢルータＬ１３に障害が発生
し、経路変更がなされても、更新後のルーティングプロ
トコルによるリンクテーブルから図５（ｂ）のような暗
号化フィルタの設定が得られ、経路変更に伴う鍵の変更
がなされるので、暗号通信を継続できるようになる。

【００３８】なお、本実施形態では、暗号通信可能なル
ータの配置構成に変更が生じ、これによって使用する鍵
が変更される場合の例として、ルータの故障等による経
路障害が生じたことを想定したが、本発明は、このよう
な例のみではなく、例えばネットワーク上にルータを増
設し、あるいはあるネットワークから他のネットワーク
にルータを移動させた結果、使用する鍵が変更される場
合にも同様に適用が可能である。すなわち、手動による
暗号通信の設定を行うことなく、ルーティングプロトコ
ルの機能を用いて相互に経路形成情報を受け渡し、その
配置情報を各ルータで更新し、最適経路を自動的に形成
することで、暗号通信を継続することが可能である。ま
た、ルータの経路形成情報に、暗号通信を行う対象のネ
ットワークないしホストを指定するだけで、当該ルータ
が自動的に暗号通信を行う相手先装置を見つけ出すこと
も可能となる。これらの機能は、あるネットワーク上に
接続されるルータの数が絶えず増減するという現実の通
信形態に即した機能であり、これによってモバイル型通
信の普及にも容易に対応が可能になるものである。

【００３９】本実施形態では、通信中継装置としてルー
タを例に挙げて説明したが、本発明の仕組みは、暗号通
信の相手先が変化する場合のある装置全般に適用するこ
とが可能である。また、本実施形態のように経路形成情
報を他の装置と相互に受け渡す機能と暗号用の鍵を動的
に変更させる機能とを一つの装置（例えばルータ）内に
設けることは好ましい形態であるが、常にこのような形
態にしなければならないというものではない。例えばル
ータに接続された通信装置が、ルータからの通知に基づ
いて暗号用の鍵を動的に変更する機能をもつように構成
することは、本発明の暗号通信方法を実施する上で支障
とはならない。

【００４０】本実施形態では、ＩＰネットワークを通信
媒体とした例について説明したが、本発明は、高可用通
信と暗号通信とを同時に実現することができるネットワ
ークであれば、その規模にかかわらず適用が可能なの
で、アンセキュアなネットワークであるイントラネット
やエクストラネットでの利用も可能である。

【００４１】本発明の適用には、ルーティングプロトコ
ルのような経路形成情報の相互受け渡し機能が前提とな
るため、他の独自のルーティングプロトコルを使ってい
たり、ルーティングプロトコルの相互接続ができないＩ
ＳＰ（Intarnet Service Provider）を利用する場合
は、そのＩＳＰを利用しない閉域網内で利用することに
なるが、そのＩＳＰを利用した場合であっても、経路形
成情報を公知のトンネリング技術でＩＳＰのサービスに
よらない方法で中継することにより、閉域網を越えたネ
ットワークでの利用も可能である。

【００４２】本発明は、暗号通信先が物理的もしくは論
理的に頻繁に変更になる場合に特に有効であり、モバイ
ルネットワークといった網構成変更にも柔軟に対応が可
能である。

【００４３】本発明は、また、コンシューマ用暗号通信
市場（個人を対象としたネットワークサービスの利用の
一形態）への適用も可能である。現在、個人を対象とし
た暗号通信技術の主流はＳＳＬ（Secure Socket Laye
r）である。これは、通信の上位層で暗号化するもの
で、個人が操作する端末（通信装置）自らが通信データ
を暗号化して送信することによりエンド・ツー・エンド
の暗号通信を行うことを目的とする。本発明をこの個人
が操作する端末（モバイル型端末を含む）がアクセスす
るネットワークに適用させることは、上記ネットワーク
サービスを促進する上で有効な手段となり得る。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、暗号通信中に経路変更が行われた結果、復号
化する装置、つまり鍵に変更が生じた場合であっても、
暗号通信を安全且つ確実に継続できるようになるとい
う、特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した暗号通信システムの構成図。

【図２】ルータリンクＬＳＡのフォーマット例を示した
図。

【図３】ルータリンクＬＳＡのタイプ種類を示した図。

【図４】（ａ）は、ルーティングプロトコルを用いた場
合の最適経路を形成する場合に使用されるリンクテーブ
ルの内容説明図、（ｂ）は障害発生時に更新されるリン
クテーブルの内容説明図。

【図５】（ａ）は、正常動作時における暗号化フィルタ
の設定内容を示した図、（ｂ）は障害発生時に更新され
る暗号化フィルタの設定内容を示した図。

【図６】従来における、ルーティングプロトコルを用い
た場合の最適経路復旧の説明に用いるためのネットワー
ク構成図。

【図７】従来における、ルーティングプロトコル及び暗
号通信を用いた場合の最適経路復旧の説明に用いるため
のネットワーク構成図である。

【符号の説明】

１ 暗号通信システム Ｔ１１，Ｔ１２ 通信装置 Ｌ１１〜Ｌ１４，Ｎ１１〜Ｎ１５ ルータ Ｍ２１〜Ｍ２３ 暗号装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 29/14 (72)発明者 馬場 達也 東京都江東区豊洲三丁目３番３号 株式会 社エヌ・ティ・ティ・データ内 Ｆターム(参考） 5J104 AA01 AA34 BA02 NA02 NA37 PA07 5K030 GA12 GA15 HD03 KA05 LB05 5K033 AA06 AA08 CB08 DA05 DB18 EC03 5K035 CC09 DD01 LL17 9A001 BB02 BB04 CC06 CC07 DD10 EE03 HH09 JJ18 LL07 LL09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高可用通信と暗号通信とを同時に実現す
   ることができるネットワークを介して行う暗号通信方法
   であって、 前記ネットワーク上で暗号通信可能な通信中継装置の配
   置に関する配置情報を含む所定の経路形成情報を複数の
   通信中継装置間で互いに交換しあうことによりネットワ
   ーク上における最適経路を形成し、この最適経路に存在
   する通信中継装置間で通信データの暗号通信を行うとと
   もに、前記ネットワーク上における通信中継装置の構成
   が変更された場合に前記経路形成情報を更新して新たな
   最適経路を再形成し、再形成された最適経路に存する暗
   号通信可能な通信中継装置間で相互に取り決めた鍵を用
   いて前記暗号通信を継続することを特徴とする、 暗号通信方法。
2. 【請求項２】 各通信中継装置は、ある通信装置又はネ
   ットワークへ向かう暗号化された通信データの復号化が
   できる場合にその通信装置又はネットワークの識別情報
   を記録しておき、他の通信中継装置から前記経路形成情
   報を受け取ったときに暗号通信先が前記識別情報と同じ
   識別情報を保持していた場合に、前記他の通信中継装置
   との間で前記鍵の取り決めを行うことを特徴とする、 請求項１記載の暗号通信方法。
3. 【請求項３】 所定の経路形成情報を複数の通信中継装
   置間で互いに交換しあうことにより高可用通信と暗号通
   信とを同時に実現することができるネットワーク上にお
   ける最適経路を形成し、この最適経路に存在する通信中
   継装置間で通信データの暗号通信を行う暗号通信システ
   ムであって、 各通信中継装置の経路形成情報は、前記ネットワーク上
   で暗号通信可能な通信中継装置の配置に関する配置情報
   を含むものであり、 前記複数の通信中継装置の少なくとも一つは、暗号通信
   中の最適経路上の通信中継装置の配置構成が変更になっ
   たことを検知したときに当該変更後の配置情報を他の通
   信中継装置に通知するように構成され、少なくとも他の
   一つは、前記通知をもとに自己の経路形成情報を更新し
   て新たな最適経路を再形成するとともに再形成された最
   適経路に存する暗号通信可能な通信中継装置間で相互に
   取り決めた鍵を用いて前記暗号通信を継続するように構
   成されていることを特徴とする、 暗号通信システム。
4. 【請求項４】 所定の経路形成情報をもとに高可用通信
   と暗号通信とを同時に実現することができるネットワー
   ク上における最適経路を形成するとともにこの最適経路
   に存在する他の通信中継装置との間で暗号通信を行う通
   信中継装置であって、 前記経路形成情報は、暗号通信可能な通信中継装置の配
   置に関する配置情報を含むものであり、 暗号通信中に前記最適経路における他の通信中継装置の
   配置構成が変更になった場合に自己の経路形成情報に含
   まれる前記配置情報の内容を更新する更新手段と、 更新後の経路形成情報をもとに新たな最適経路を形成す
   る経路形成手段と、 新たに形成された最適経路上の暗号通信可能な他の通信
   中継装置を検出する検出手段とを備え、 当該検出した通信中継装置との間で取り決めた鍵を用い
   て暗号通信を継続することを特徴とする、 通信中継装置。
5. 【請求項５】 前記経路形成情報が所定のルーティング
   プロトコルに基づいて他の通信中継装置との間で相互に
   受け渡しされる情報であって、暗号通信を行えるノード
   の配置に関する情報及びそのノードが暗号通信実施の対
   象とする通信経路の識別情報を含むものであり、前記識
   別情報に基づいて前記鍵を取り決めることを特徴とす
   る、 請求項４記載の通信中継装置。
6. 【請求項６】 前記識別情報をもつノードとの間で取り
   決めた鍵を予め保持している場合はその鍵を索出し、鍵
   を保持していない場合は当該ノードとの間で鍵生成を行
   うことで前記鍵を確保することを特徴とする、 請求項５記載の通信中継装置。
7. 【請求項７】 前記更新手段は、暗号通信中に通信不能
   となった通信中継装置に関する配置情報を削除するよう
   に更新することを特徴とする、 請求項４記載の通信中継装置。
8. 【請求項８】 前記更新手段は、暗号通信中に増設され
   た通信中継装置に関する配置情報を追加するように更新
   することを特徴とする、 請求項４記載の通信中継装置。
9. 【請求項９】 前記更新手段は、暗号通信中に移動され
   た通信中継装置に関する配置情報を修正するように更新
   することを特徴とする、 請求項４記載の通信中継装置。
10. 【請求項１０】 暗号通信可能な通信中継装置の配置に
    関する配置情報を含む所定の経路形成情報をもとに、高
    可用通信と暗号通信とを同時に実現することができるネ
    ットワークネットワーク上における最適経路を形成する
    機能と、 通信相手装置との間で暗号通信を行う機能と、 前記通信相手装置の構成が変更になった場合に自己の経
    路形成情報に含まれる前記配置情報の内容を更新し、更
    新後の経路形成情報をもとに新たな最適経路を形成する
    とともに、この新たな最適経路に存在する他の通信相手
    装置との間で取り決めた鍵を用いて暗号通信を継続する
    機能とをコンピュータ上に形成するためのプログラムコ
    ードが記録された、コンピュータ読みとり可能な記録媒
    体。